Växtbiologi III: Stress och GMO. Jessica Abbott

Transkript

1 Växtbiologi III: Stress och GMO Jessica Abbott

2 Membraner

3 Sammanfattning

4 Vattentransporten upp i växten Vattenånga diffunderar ut genom klyvöppningarna Ersätts med vatten från mesofyllcellerna Vatten sugs upp i växten genom xylem (negativt tryck - tension) Vatten går in i roten med osmos

5 Symbios mellen rhizobia och bäljväxter Medspelarna Växten: Bäljväxter Papilionoideae Mimosoideae Caesalpinioideae Ulmaceae Parasponia sp. Fotosyntes Utbytet CO 2 Kolföreningar Bakterier: Rhizobia (allmän benämning) Allorhizobium Azorhizobium Bradyrhizobium Mesorhizobium Rhizobium Sinorhizobium NODULES Symbiotisk kvävefixering Kväveföreningar N 2 by Lindström

6 Auxin Cytokinin Gibberellin Abskissinsyra (ABA) Etylen Tropism Nastiska rörelser Växthormoner Växtrörelser

7 Biotisk stress: Stress patogener Jf Rhizobium, mycorrhiza Abiotisk stress Extrema temperaturer Översvämning Torka Salinitet Ozon

8 Stressrespons

9 Anpassning

10 Stressrespons ABA Etylen

11 Salinitet

12 GMO

13 Vanlig förädling Vildkål Blomkål

14 Genetiskt modifierade???

15 Transformation Vektor Metod Mottagarcell

16 Mottagarcell Däggdjur Pronuclei i äggceller Embryogena stamceller Spermie-huvud Jäst Protoplaster Intakta celler Växter Protoplaster Olika vävnadstyper Drosophila Embryonala celler Observera att differentierade celler = ingen överföring till nästa generation

17 Embryogena stamceller

18

19 Metoder Kemiska transformationsmetoder Mekaniska/elektriska transformationsmetoder Biologiska transformationsmetoder

20 Kemiska transformationsmetoder CaPO 4, LiAc-PEG, PEG, eller Dextran Fosfolipider/liposomer Mottagarceller: nakna celler eller protoplaster Djur: CaPO4, Dextran Jäst: LiAc-PEG, Liposomer Växter: PEG

21 Mekaniska/elektriska transformationsmetoder Elektroporering Nakna celler eller protoplaster Djurceller, jäst, växtprotoplaster

22 Elektroporering

23 Mekaniska/elektriska transformationsmetoder Mikroinjektion Mest använda för däggdjursceller (pronukleära äggceller, spermiehuvud), tidiga embryon, ES celler Överföring av hela kärnan i Xenopus Drosophila embryo Könsceller hos växter, äggceller och pollen

24 Mikroinjektion (mikromanipulering)

25 Mekaniska/elektriska transformationsmetoder Particle bombardment Däggdjursvävnader, t.ex. hudceller Växtvävnad, speciellt enhjärtbladiga växter

26 Partikel- kanoner

27 Biologiska transformationsmetoder Virus Däggdjur: adenovirus, retrovirus, med fler (Växter: geminivirus) Agrobakterium Växter och fungi Främst tvåhjärtbladiga växter

28 Agrobacterium tumefaciens

29 Agrobacterium är en växtsjukdom

30 A. tum på en växtcell

31 Växttransformation med Agrobacterium Figure 8-67a Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008)

32 Arabidopsis = växtforskarens försökskanin

33 In planta transformation Agrobacteriummediated transformation of Arabidopsis thaliana using the floral dip method Xiuren Zhang, Rossana Henriques, Shih-Shun Lin, Qi- Wen Niu and Nam- Hai Chua Nature Protocols 1, (2006)

34 In planta transformation floral dip

35 Transformationsvektorer Selektion: antibiotika, herbicider, inhibitorer, enzym, aminosyraanaloger GOI: kloning, genbanker Regleringssekvenser Konstruktion Analys: GUS, GFP, lux

36 Pyssel med DNA Klippa och klistra : restriktionsenzym och ligaser

37 Pyssel med DNA Isoleras och överförs till Agrobacterium

38 Hur man hittar sina transformerade växter? Rapportör-gener: GUS-gen Selektions-gener Motståndskraft mot antibiotika Tolerans mot ogräsbekämpningsmedel GFP-gen

39 GMO Primater: Transformation av djurceller via virus-injicering

40 Att föröka sticklingar i labbet

41 Resistens mot bekämpningsmedel (glyphosphate = Roundup )

42 Grödor som är toleranta mot ogräsbekämpningsmedel

43 Resistens mot insektangrepp hos Bt växter

44 Överuttryck av Bacillus thuringiensis (BT) toxin CryIA CryIIIA

45 FlavrSavr tomat RNAi-applikation (RNA interferens) Antisens polygalacturonase (PG)

46 Amflora potatis BASF Plant Science

47 Kenth - GMO öl

48 Detektion av minor

49 Golden rice

50 Biopharming : DNA vacciner

51 Total areal av biotek-grödor, per egenskap (milj hektar) Source: Clive James, 2009

52 Total areal av biotek-grödor: Global Area of Biotech Crops, 1996 to 2010: Industrial and Developing Countries (M Has, M Acres) industri-/utvecklings-länder I S A A A (milj hektar) M Acres Total Industrial Developing Source: Clive James, 2010

53 Total areal av biotek-grödor, per lobal Area of Biotech Crops, 1996 to 2010: y Crop (Million Hectares, Million Acres) Acres gröda (milj hektar) I S A A A Soybean Maize Cotton Canola ource: Clive James, 2010

54 lobal Area of Biotech Crops, 1996 to 2010: y Trait (Million Hectares, Million Acres) Total areal av biotek-grödor, per I S A A A Acres egenskap (milj hektar) Herbicide Tolerance Insect Resistance (Bt) Herb Tolerance/Insect resistance ource: Clive Source: James, Clive 2010 James, 2010

55 I S

56 GMO grödor (2008) 100 miljoner hektar = 7 % av arealen 4 grödor = 100 % soja 57 %, majs 25 %, bomull 13 %,raps 5 % 6 länder = 96% USA 55 %, Argentina 18 %, Brasilien 11 %, Kanada 6 %, Indien 3 %, Kina 3 % 2 egenskaper = 100 % herbicidtolerans 68 %, Bt 19 % herbicidtolerans + Bt 13 %

57 Vem bestämmer? ( med flera

58 Opinionsbildning